L'azione dei neutrini nelle supernove è poco conosciuta. Quando il nucleo di una stella massiccia alla fine della sua vita collassa su se stesso per effetto della gravità, gli elettroni negli atomi si combinano con i protoni nei loro nuclei, producendo protoni insieme ai neutrini. I neutrini prodotti in abbondanza sfuggono quindi alla stella di neutroni in formazione ad una velocità anche superiore a quella della luce. Tanto che il 99% dell'energia emessa da una supernova è sotto forma di neutrini! L'esplosione caratteristica delle supernove che segue questo episodio è "guidata" dai neutrini.

Però, quando il nucleo della stella crolla, i neutrini possono essere catturati da neutroni liberi o neutroni in aggregati (nuclei leggeri), un processo che potrebbe influenzare l'evoluzione della supernova. I fisici nucleari volevano approfondire l'argomento studiando la concentrazione di neutroni nella materia nucleare eccitata, utilizzando forti collisioni di ioni al Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) a Caen.

Nuclei leggeri (deuteroni, tritoni, isotopi di elio-3, ecc.) vengono creati come aggregazione di protoni e neutroni durante la collisione tra nuclei proiettili e nuclei bersaglio. L'obiettivo dei ricercatori è raccogliere le proprietà termodinamiche che regolano l'aggregazione di neutroni e protoni nella materia nucleare con una densità simile a quella delle supernove con collasso del nucleo.

Per fare questo, utilizzano un'analisi bayesiana per calcolare le probabilità di cause ipotetiche - gli "osservabili" termodinamici che regolano la formazione di aggregati - basate sull'osservazione di eventi noti (la formazione di elementi leggeri).

Utilizzando il rivelatore INDRA (Nucleus Identification and High-Resolution Detection) presso lo stabilimento GANIL, i ricercatori hanno determinato le costanti di equilibrio chimico degli aggregati di neutroni e protoni in funzione della densità della materia nucleare, utilizzando misurazioni effettuate su sei nuclei leggeri. Questi valori, soggetto a un elevato grado di incertezza, sono confrontati con un calcolo teorico.

Per migliorare la precisione, altri esperimenti sono previsti su elementi più pesanti, utilizzando il rilevatore FAZIA (Forward A and Z Identification Array) accoppiato a INDRA, quale, attraverso una migliore identificazione isotopica dei nuclei più pesanti in particolare, aumenterà significativamente la precisione dell'esperimento.